[发明专利]一种四氧化三铁磷酸钙磁性纤维支架及其制备方法

说明书

本发明公开了一种四氧化三铁磷酸钙磁性纤维支架及其制备方法，采用制备的四氧化三铁磁性纳米颗粒与磷酸钙溶胶前驱体配置成纺丝液，在一定条件下静电纺丝制备含有四氧化三铁的初生纤维支架，再经过高温烧结形成四氧化三铁磷酸钙磁性纤维支架。该方法制备的纤维陶瓷支架结合了四氧化三铁纳米粒子的超顺磁性和磷酸钙良好的生物相容性和骨组织引导性，且支架具有高比表面积，为骨组织提供适宜的再生空间，同时有望用于在磁场作用下用于载药、肿瘤治疗、骨修复和治疗等工程。

技术领域

本发明属于磁性纤维技术领域，特别涉及静电纺丝法制备四氧化三铁磷酸钙磁性纤维支架，具体地说，涉及一种四氧化三铁磷酸钙磁性纤维支架及其制备方法。

背景技术

Fe₃O₄在磁性密封、生物医药领域、磁保健、磁记录材料等有着广泛的应用，尤其在生物医药领域，磁性纳米材料被广泛用作各种抗癌药物的载体，形成一种磁靶向给药系统；用磁性纳米材料制成的磁性微球还可广泛用于磁性免疫细胞的分离，核磁共振造影成像等方面。利用磁性纳米材料在外加交变电磁场作用下能产生热量的特性，杀死肿瘤细胞，达到治疗肿瘤的目的。

磷酸钙具有良好的生物相容性和生物可降解性。由静电纺丝法制备的磷酸钙三维纤维支架材料植入机体后，由于纤维材料具有较大的比表面积，能在短期内与机体组织形成骨性结合，引导骨组织通过孔隙向支架材料内部生长。因此有必要结合利用Fe₃O₄和磷酸钙制备负载Fe₃O₄纳米粒子的磷酸钙复合纤维三维支架。有鉴于此特提出本发明。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种四氧化三铁磷酸钙磁性纤维支架及其制备方法，将具有超顺磁性的四氧化三铁复合在磷酸钙陶瓷纤维支架中，该纤维支架结合了两种材料的功能特性，有望用于在磁场作用下用于骨组织再生、载药、肿瘤治疗、骨修复和治疗等工程。

为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：

一种四氧化三铁磷酸钙磁性纤维三维支架的制备方法，包括以下步骤：

步骤S1，Fe₃O₄磁流体的制备，采用共沉淀法、水热氧化法、水热共沉淀法等方法制备Fe₃O₄，并采用柠檬酸钠进行表面改性后制得磁流体；

步骤S2，溶胶的配制，将一定钙磷摩尔比的硝酸钙醇溶液滴加到充分水解的磷酸三乙酯、乙醇、水溶液中，低温陈化得到前驱体溶胶；

步骤S3，配制纺丝液，将溶胶与水以将一定的重量比进行稀释，加入助纺剂，混合均匀后将一定量的Fe₃O₄磁流体加入前驱体溶胶中，搅拌和超声使其分散在纺丝液中；

步骤S4，静电纺丝法，将制备好的纺丝液置于恒温静电纺丝装置中进行静电纺丝，制得含有Fe₃O₄的初生纤维。将所制得的初生纤维材料卷绕成圆柱型，置于真空烘箱中干燥，以免纤维在存放过程中因吸水而发生溶并；

步骤S5，高温烧结，将初生纤维置于卧式管式炉中进行无压烧结，一定温度下通入惰性气体保护，制得含有Fe₃O₄的磷酸钙纤维支架。

进一步地，所述步骤S1中：Fe₃O₄纳米粒子为球形、棒状等形貌，Fe₃O₄纳米粒子粒径为10～200nm。

进一步地，所述步骤S1中：Fe₃O₄纳米粒子与柠檬酸钠按照1：(10～20)的质量比混合，超声搅拌12～24小时。